一種泥石流攔砂壩的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種泥石流攔砂壩。該攔砂壩包括壩體基礎(chǔ)和設(shè)于壩體基礎(chǔ)之上的壩身主體；所述壩身主體包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定間距分布的水平隔墻，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定間距分布的縱向隔墻，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定間距分布的橫向隔墻；水平隔墻、縱向隔墻和橫向隔墻縱橫相交形成若干隔墻空間，隔墻空間內(nèi)充填棄渣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型合理利用施工棄渣和泥石流溝道堆積物作為攔砂壩壩身主體，既可節(jié)省泥石流攔砂壩的工程投資和棄渣運(yùn)輸成本，還可解決棄渣場選址難的問題，使泥石流攔砂壩工程的投資效益比達(dá)到最優(yōu)。
【專利說明】
一種泥石流攔砂壩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種泥石流防治技術(shù)，特別是涉及一種可利用溝道堆積物和施工棄渣填筑的泥石流攔砂壩。
【背景技術(shù)】
[0002]泥石流是山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型之一，在我國較為常見，其爆發(fā)突然、運(yùn)動速度快、破壞力強(qiáng)，常對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及人民生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害和威脅。泥石流災(zāi)害治理主要包括巖土工程措施、生態(tài)工程措施和管理措施三大類，其中，攔砂壩作為泥石流巖土工程防治的主體工程之一，在泥石流防治中起到了重要的作用。
[0003]但同時，在泥石流攔砂壩工程中也呈現(xiàn)出諸多問題:第一，由于攔砂壩基礎(chǔ)施工需開挖大量泥石流堆積物，因此產(chǎn)生大量棄渣，而攔砂壩的攔蓄方量又有限，從而造成工程投資與攔蓄量的不匹配，即投資效益比差;第二，因修建上游溝道內(nèi)的攔砂壩需修筑臨時施工道路，修路會產(chǎn)生大量的棄渣，而棄渣量遠(yuǎn)大于攔砂壩的攔蓄方量，同時也為泥石流溝道增加了大量的松散物源，增大了泥石流爆發(fā)的隱患；第三，產(chǎn)生的棄渣需大量外運(yùn)至棄渣場，但棄渣場由于地形限制，無法就近選址，導(dǎo)致了運(yùn)輸成本和工程投資的增加。因此，如何在泥石流攔砂壩工程中合理利用泥石流溝道堆積物和施工棄渣，是泥石流防治工程中有待解決的新問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用溝道堆積物和施工棄渣填筑的泥石流攔砂壩，既可節(jié)省泥石流攔砂壩的工程投資和棄渣運(yùn)輸成本，還可解決棄渣場選址難的問題，使泥石流攔砂壩工程的投資效益比達(dá)到最優(yōu)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型提出一種泥石流攔砂壩，所述攔砂壩包括壩體基礎(chǔ)和設(shè)于壩體基礎(chǔ)之上的壩身主體;所述壩身主體包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定間距分布的水平隔墻，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向的方向上按一定間距分布的縱向隔墻，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定間距分布的橫向隔墻；水平隔墻、縱向隔墻和橫向隔墻縱橫相交形成若干隔墻空間，所述隔墻空間內(nèi)充填棄渣(即壩身主體包括若干的水平隔墻、縱向隔墻和橫向隔墻，水平隔墻為平行于水平面的墻體、在垂直于水平面的方向上按一定間距分布，縱向隔墻為平行于泥石流流向同時垂直于水平面的墻體、在垂直于泥石流流向的方向上按一定間距分布，橫向隔墻為垂直于泥石流流向同時垂直于水平面的墻體、在泥石流流向的方向上按一定間距分布;水平隔墻、縱向隔墻和橫向隔墻彼此縱橫相交，將壩身主體空間分割成若干的隔墻空間)。所述棄渣為攔砂壩施工開挖產(chǎn)生的棄土或/和泥石流溝道堆積物。
[0007]相鄰水平隔墻間的間距hd(相鄰水平隔墻中心之間的距離，即該間距包含了一層水平隔墻的厚度)為攔砂壩壩身主體高度H的1/8-1/5，且水平隔墻間的間距hd小于等于3m;若hd過大，夯實不充分，則達(dá)不到預(yù)期效果;若hd過小，則達(dá)到攔砂壩壩身主體高度H的層數(shù)過多，導(dǎo)致工序過多，影響施工進(jìn)度。相鄰橫向隔墻間的間距b(相鄰橫向隔墻中心之間的距離，即該間距包含了一道橫向隔墻的厚度)小于等于相鄰縱向隔墻間的間距a(相鄰縱向隔墻中心之間的距離，即該間距包含了一道縱向隔墻的厚度)，目的是為了保證攔砂壩壩體結(jié)構(gòu)的安全性;縱向隔墻間的間距a為l-3m;橫向隔墻間的間距b為l-2m。水平隔墻、縱向隔墻和橫向隔墻的厚度為0.2-0.3m，采用鋼筋混凝土，鋼筋直徑為14-22mm，混凝土為C25或C30。
[0008]所述隔墻空間為棱柱體空間；在壩身主體中間部分的棱柱體空間是立方體空間或長方體空間；由于壩肩兩側(cè)是斜面，因此在壩身主體的壩肩兩側(cè)部分的棱柱體空間是三棱柱空間或四棱柱空間。所述壩身主體上設(shè)有泄水孔，泄水孔為沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墻空間貫通形成(即構(gòu)成泄水孔的隔墻空間中不填充棄渣)。
[0009]與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土或混凝土結(jié)構(gòu)的攔砂壩相比，本實用新型的攔砂壩結(jié)構(gòu)具有施工簡便、工程投資小的特點。傳統(tǒng)攔砂壩的鋼筋、混凝土用量大，工程投資多，而且對泥石流溝道生態(tài)環(huán)境破壞大;本實用新型利用施工棄土和泥石流溝道堆積物填筑攔砂壩，鋼筋、混凝土的用量非常少，通常是傳統(tǒng)混凝土攔砂壩用量的20%-30%，極大地減小了工程投資，施工棄土和泥石流溝道堆積物就地利用，對環(huán)境的破壞也很小。通常情況下，泥石流攔砂壩通過自身的重量來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，泥石流溝道堆積物的重度與混凝土重度也相差不大，故通過施工棄土和溝道堆積體填筑而成的攔砂壩同樣能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和具備抵抗泥石流沖擊的能力。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:利用泥石流攔砂壩工程施工過程中產(chǎn)生的棄土和泥石流溝道堆積物填筑攔砂壩，施工簡便，可節(jié)省大量鋼筋、混凝土等建筑材料和棄土外運(yùn)方量，減小工程投資和因棄土外運(yùn)產(chǎn)生的運(yùn)輸成本，使泥石流攔砂壩工程的投資效益比達(dá)到最優(yōu);并且解決了因地形條件限制，無法就近處理棄渣而產(chǎn)生棄渣場選址難的問題，還避免了新建棄渣場引發(fā)的其他地質(zhì)災(zāi)害。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1中A-A’的剖視示意圖。
[0013]圖3是本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0014]圖中標(biāo)號如下:
[0015]I壩體基礎(chǔ)2水平隔墻
[0016]3縱向隔墻4橫向隔墻
[0017]5隔墻空間6泄水孔
[0018]a縱向隔墻間的間距b橫向隔墻間的間距
[0019]hd水平隔墻間的間距H攔砂壩壩身主體高度
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例作進(jìn)一步的描述。
[0021 ] 實施例一
[0022]如圖1、圖2、圖3所示。某泥石流溝流域面積1.5km2，溝道狹窄，溝床縱坡較大，自2008年汶川地震后，溝道內(nèi)松散固體物質(zhì)增多，泥石流暴發(fā)頻繁，常淤埋堵塞溝口道路，有時長達(dá)半月之久，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)匕傩盏纳a(chǎn)生活。為了控制該泥石流，采用“攔擋+排導(dǎo)+停W的綜合治理方案，即在主溝內(nèi)修建3座攔砂壩、在溝口修建排導(dǎo)槽和停淤場。其中2座攔砂壩位于溝道中上游，需通過修建一段臨時施工道路可施工，位于溝道右岸山坡，采用“Z”字形道路施工至攔砂壩施工場地，施工道路坡度10 %，長約2.9km，開挖方量為5萬m3，溝口附近棄渣場選址困難，需將棄渣運(yùn)至溝口 20km以外的棄渣場，增加運(yùn)輸成本和工程投資。
[0023]為處理5萬方的臨時施工道路棄渣，溝道下游的攔砂壩采用本實用新型的攔砂壩結(jié)構(gòu)。所述攔砂壩包括壩體基礎(chǔ)I和設(shè)于壩體基礎(chǔ)I之上的壩身主體;根據(jù)泥石流溝流域特征和泥石流參數(shù)計算的結(jié)果設(shè)計該攔砂壩，攔砂壩壩身主體高度H為10m，沿壩軸線方向的壩長32m，壩頂寬度2m，壩體基礎(chǔ)I沿流向長度為12m、沿溝道橫向?qū)挾葹?0m。所述壩身主體包括5層平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定間距分布的水平隔墻2，16道平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定間距分布的縱向隔墻3，及10道垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定間距分布的橫向隔墻4;水平隔墻2、縱向隔墻3和橫向隔墻4縱橫相交形成170個棱柱體空間作為隔墻空間5，隔墻空間5內(nèi)充填攔砂壩施工開挖產(chǎn)生的棄土和泥石流溝道堆積物。
[0024]相鄰水平隔墻2間的間距hd為攔砂壩壩身主體高度H的1/5，即hd為2m。相鄰縱向隔墻3間的間距a為2m，相鄰橫向隔墻4間的間距b為2m。水平隔墻2、縱向隔墻3和橫向隔墻4的厚度為0.2m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋直徑14mm，混凝土為C25。所述壩身主體上設(shè)有兩排泄水孔6，泄水孔6為沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墻空間5貫通形成。
[0025]實施例二
[0026]如圖1、圖2、圖3所示。與實例一相同之處不再贅述，不同之處在于:攔砂壩壩身主體高度H為20m，沿壩軸線方向的壩長45m，壩頂寬度3m。相鄰水平隔墻2間的間距hd為攔砂壩壩身主體高度H的1/8，即hd為2.5m。相鄰縱向隔墻3間的間距a為3m，相鄰橫向隔墻4間的間距b為lm。水平隔墻2、縱向隔墻3和橫向隔墻4的厚度為0.3m，鋼筋直徑22mm，混凝土為C30。
【主權(quán)項】
1.一種泥石流攔砂壩，所述攔砂壩包括壩體基礎(chǔ)(I)和設(shè)于壩體基礎(chǔ)(I)之上的壩身主體，其特征在于:所述壩身主體包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定間距分布的水平隔墻(2)，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定間距分布的縱向隔墻(3)，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定間距分布的橫向隔墻(4);水平隔墻(2)、縱向隔墻(3)和橫向隔墻(4)縱橫相交形成若干隔墻空間(5)，隔墻空間(5)內(nèi)充填棄渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:水平隔墻(2)間的間距hd為攔砂壩壩身主體高度H的1/8-1/5，且水平隔墻(2)間的間距hd小于等于3m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:橫向隔墻(4)間的間距b小于等于縱向隔墻(3)間的間距a。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:縱向隔墻(3)間的間距a為l-3m;橫向隔墻(4)間的間距b為l-2m。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:水平隔墻(2)、縱向隔墻(3)和橫向隔墻(4)的厚度為0.2-0.3m。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:隔墻空間(5)為棱柱體空間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:所述壩身主體上設(shè)有泄水孔(6)，泄水孔(6)為沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墻空間(5)貫通形成。8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的泥石流攔砂壩，其特征在于:所述棄渣為攔砂壩施工開挖產(chǎn)生的棄土或/和泥石流溝道堆積物。
【文檔編號】E02B7/02GK205591175SQ201620339229
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】趙萬玉, 陳曉清, 游勇, 陳華勇, 陳劍剛, 王道正
【申請人】中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所